Луїс Вільявісенсіо розпочав виступи на футбольних плях у 1966 році у складі команди «Коммунікасьйонес» зі столиці країни міста Гватемала. У складі столичної команди грав до 1981 року, ставши у її складі шестиразовим чемпіоном Гватемали та дворазовим володарем Кубка Гватемали. У складі «Коммунікасьйонес» Луїс Вільявісенсіо у 1971 став переможцем клубного кубку центральноамериканських країн, а в 1978 році став переможцем Кубка чемпіонів КОНКАКАФ. У 1981 році Вільявісенсіо перейшов до складу клубу «Шелаху» з Кесальтенанго, в складі якого завершив виступи на футбольних полях у 1982 році. Після завершення виступів на футбольних полях Луїс Вільявісенсіо у 90-х роках ХХ століття входив до тренерського штабу свого колишнього клубу «Коммунікасьйонес».